Sedimentsysteme an konvergenten Plattenrändern Abb. 2. Stratigraphie der marinen Bohrkerne GeoB20846-1 und GeoB20824-4 mit den Altern der identifizierten Tephraablagerungen [1] von Eruptionen der Taupo Vulkanischen Zone in der Nordinsel von Neuseeland. Die Ab- und Umlagerung von Sedimenten im Bereich von Subduktionszonen, wie wir sie vor Neuseeland und vor Peru erforschen, führt zur Bildung von Akkretionskeilen und Forearc-Becken. Kennt man deren Internstrukturen, z.B. durch geophysikalisches Imaging, lässt sich so die Entwicklung einer Subduktionszone rekonstruieren. In Sedimentablagerungen eingeschaltete Tephraschichten erlauben eine absolute Datierung der vulkanischen Ereignisse und damit die Ermittlung der Ablagerungsraten. Etliche solcher z.B. bis mehr als 10 cm mächtige Ascheschichten konnten wir in langen Sedimentkernen aus marinen Bohrungen nahe des Tiefseegrabens vor der Ostküste der Nordinsel Neuseelands identifizieren. Diese stammen aus der Taupo Volcanic Zone (TVZ), dem weltweit aktivsten vulkanischen Zentrum des Quartärs. Nicht nur zehn bedeutende, schon aus Fundstellen an Land bekannte Ascheschichten wurden datiert, die belegen, dass die Asche bis in unser Untersuchungsgebiet transportiert wurde, sondern wir konnten auch mehrere Tephraschichten datieren, die auf bisher unbekannte vulkanische Aktivitäten in der TVZ schließen lassen. Die datierten Tephraablagerungen dienen als Eckpfeiler für weitere detaillierte geochronologische Untersuchungen unseres Kernmaterials, um die in der Vergangenheit sich veränderten Sedimentationsprozesse an der Hikurangi-Subduktionszone zeitlich nachvollziehen zu können. In Moxa werden z.T. eigens für das Observatorium entwickelte hochempfindliche Sensoren eingesetzt, so dass Effekte im Nano-Bereich aufgelöst werden. Zu den Sensoren gehören mehrere Laserstrainmeter, die seit mehr als 10 Jahren Bewegungen der oberen Erdkruste mit einer Genauigkeit von 1.3 nm erfassen, ein supraleitendes Gravimeter, eine optische Faser zur Temperaturmessung, mehrere Bohrlochtiltmeter sowie eine Klimastation. Da alle Systeme mit einer hohen zeitlichen Auflösung registrieren, entstehen so multimodale heterogene Datensätze im Sinne von big data, deren zeiteffiziente Bearbeitung und Analyse sehr herausfordernd ist. Daher werden KI-Werkzeuge eingesetzt, um fehlerhafte Daten zu erkennen genauso wie Signale, die typische Muster haben, wie z.B. tektonische Erdbeben. Diese Zeitreihen unterliegen aufgrund der Nähe der Sensoren zur Erdoberfläche neben den Einflüssen der Gezeiten auch Änderungen des Wetters und der Hydrosphäre und ermöglichen daher keine direkte Untersuchung kleinerer Signale wie tektonisch bedingte Dehnungsraten der Erdkruste. Mehr zur Arbeit am Observatorium siehe S. 156. Geodynamisches Observatorium Moxa Abb. 3. Links: Konfiguration der Laser- und Quarzstrainmeter im Geodynamischen Observatorium Moxa. Rechts: Ergebnis des Trainings durch Faltungsalgorithmen neuronaler Netzwerke. Foto: Thomas Jahr, Abbildung: Valentin Kasburg [1] Schwarze, C. O., et al. (2022): Quaternary marine tephrochronology of Rock Garden accretionary ridge, Hikurangi Subduction Margin, New Ze-aland. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 107476, DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2022.107476 . FORSCHUNG — 139
RkJQdWJsaXNoZXIy OTI3Njg=